单个椭球颗粒声散射数值研究

以刚性/液体颗粒和气泡为例，开展椭球颗粒声散射数值研究。运用边界元法研究刚性颗粒的声散射特性，验证该方法的可行性，计算并分析在长短轴比2:1和3:1,无因次尺寸参量ka小于10条件下刚性椭球颗粒散射声压。鉴于边界元法的局限性，对液体颗粒和气泡，则采取一种声散射函数近似计算方法。以液体椭球算例验证计算程序，之后预测椭球气泡随不同无因次尺寸参量、长短轴比、入射角的散射声压变化趋势，比较椭球和球形气泡散射声压分布，并对散射截面变化进行探讨。结果表明：对于刚性颗粒，在无因次参量ka大于4后前向散射效应占主要地位，随长短轴比值增加散射旁瓣增强。对于气泡，当椭球趋近于球体时，将本文结果与球体散射声压比较，发现入射角90度时吻合度最高。此外，当无因次参量和入射角不变时，前向散射随长短轴比的增大而增强。表现出与刚性颗粒类似的散射旁瓣随长短轴比的增加而增强，能量向前集中的特征，但散射截面减小。